2N2222 双极结型晶体管（BJT）是一种典型的通用型晶体管。让我们来探究一下这个用途广泛且广受欢迎的晶体管家族，包括其所有现代表面贴装变体。
我们来看看原始的 TO - 18 封装（图 1）
图 1：Jack Haenichen 1965 年 12 月 28 日授权的第 3226614 号专利（1963 年 11 月 4 日提交）中 TO - 18 封装晶体管的示意图
新手专栏
很有可能，你已经在你的某个 Arduino 微控制器电路中使用过这种晶体管来点亮 LED 或驱动继电器。
2222 BJT 系列容易混淆的命名
2N2222 晶体管可能令人困惑的一个方面就是它的名称本身。2N2222 已经有 60 多年的历史了。几十年来，出现了许多变体。例如，最初的 2N2222 采用图 1 所示的 TO - 18 封装。为了节省成本，芯片被封装在常见的 TO - 92 封装中，如图 2 所示。这两种器件都被称为通用型 2N2222，因为它们内部的半导体芯片是相同的。2N2222 已经被重新封装成数百种独特的变体。
技术小贴士： PN2222 是一种文字游戏。这里的 P 表示塑料 TO - 92 封装的晶体管，就像图 2 中的 KSP2222A 部件编号所示。我们经常会看到一个前缀和后缀来表示诸如无铅、成型引脚或其他制造商特定的信息。在大多数情况下，我们可以放心地认为名称中带有 2222 的晶体管是 2N2222 家族的成员。
规格参数
2N2222 家族包括数百种变体。许多变体遵循经典规格，这在安森美的 TO - 92 封装 KSP2222A 晶体管的数据手册摘要（图 2）中有介绍。
一定要查阅数据手册，因为表面贴装变体的功耗通常较低。
图 2：安森美 KSP2222A 数据手册的首页图片，展示了 TO - 92 封装的 2N2222 晶体管的绝对最大额定值和引脚排列
技术小贴士： 图 2 中列出的值是绝对设计最大值。要把它们当作绝不能逾越的红线，否则晶体管的寿命会很短。此外，要避免在两个维度上过度使用晶体管。作为一个安全的起点，将每个数字乘以 0.75。
2N2222 常见问题解答
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如何找到 2N2222 晶体管？
找到像 2N2222 这样的通用型晶体管的最佳方法是在DigiKey上使用关键词 “2N2222 BJT” 或 “PN2222 BJT” 进行搜索。这种搜索可以找到大多数 TO - 18 和 TO - 92 封装的部件。从这里，你可以使用封装 / 外壳选择工具来细化搜索。
如何找到 2N2222 家族的变体？
2N2222 芯片已经被集成到从最初的 TO - 18 到最新的微型表面贴装等各种各样的封装中。使用关键词 “2222 BJT” 搜索DigiKey提供的变体。搜索会返回单个晶体管以及晶体管阵列。它还包括安装在 SOT - 23、SOT - 89、SC - 70 和其他表面贴装封装中的变体。
2N2222 过时了吗？
没有，2N2222 已经有 60 多年的历史了，但仍然是一种可用的晶体管。它的特性平衡良好，适用于各种各样的应用。
我们承认，最初的 TO - 18 封装晶体管正逐渐成为历史。然而，TO - 92 封装和现代表面贴装器件能为你的需求提供可靠的解决方案。使用关键词 “2222 BJT” 在DigiKey上搜索，查看变体的范围和可用数量。
技术小贴士： 偶尔，我们会看到某个单独的 2N2222 被列为过时产品。这会使搜索引擎产生混淆，因为单个部件与整个系列的部件被混为一谈了。新的人工智能生成的预览尤其容易出现这种错误。
虽然某个单独的部件编号可能已过时，但该系列及相关器件仍然很容易获得。例如，原来的含铅焊接元件可能很难找到，但可能会有符合 ROHS 标准的元件。一定要使用关键词 “2222 BJT” 在DigiKey上搜索，以了解真实的可用情况。
2N2222 的互补晶体管是什么？
晶体管通常以互补对的形式出现，NPN 和 PNP 器件具有近乎相同的参数。2N2222（NPN 型）的互补晶体管是 2N2907（PNP 型）。使用关键词 “2907 BJT” 搜索DigiKey的变体部件。
为什么 2N2222 如此受欢迎？
毫无疑问，2N2222 在正确的时间成为了正确的晶体管。它于 1962 年设计并推出，是最早的具有诸多理想特性的硅晶体管之一。其强大的高速开关特性也使该晶体管从直流到高速放大电路都具有出色的实用价值。2N2222 之所以受欢迎，是因为它是一种特性平衡的器件，适用于广泛的项目。2N2222 及其变体具有以下特点：
- 高增益，通常规定大于 100。
- 高频放大，可在高达约 300MHz 的超高频区域工作。
- 相对较高的功耗，（外壳温度 25˚C 时）为 1.8W，（环境温度 25˚C 时）为 0.5W。
- TO - 18 封装体积小。它提供了一定程度的电磁屏蔽，并通过一个小的金属散热片增强了散热能力。令人惊讶的是，DigiKey仍有一些专门设计的 TO - 18散热片。
- 相对较高的集电极电流，约 500mA，适用于中等功率应用。
- 相对较高的集电极 - 发射极电压（30V 直流）。
- 该器件已在 JEDEC 注册。通过这种标准化，许多制造商将该器件纳入其产品范围，通过激烈的竞争确保了低成本。
图 3 展示了一种很好的将 2N2222 与其他晶体管进行对比的方式。这张有一定主观性的雷达图显示了 2N2222、2N3904 和 TIP41 功率晶体管的优势。2N2222 晶体管的理想平衡特性由蓝线表示，我们可以看到 2N2222 在许多方面得分都很高。2N3904 与之类似，但除了在可用性和成本方面似乎有轻微优势外，在所有方面的性能都略逊一筹。TIP41 则表现出相当大的差异。它的电流要高得多，但代价是速度、成本和电流增益。
图 3：晶体管特性的主观评分，范围从 1 到 10 图 3：晶体管特性的主观评分，范围从 1 到 10
在业余无线电爱好者中的受欢迎程度
业余无线电爱好者对 2N2222 非常感兴趣。我们时不时会看到一些项目，将 2N2222 用于振荡器、低信号放大、信号控制，甚至用作功率放大器和收发器。
在教育领域的受欢迎程度
快速的网络搜索会发现数以千计的以 2N2222 晶体管为主题的文章。在许多教科书和无数入门文章中也能找到这种晶体管。可以说，这款器件具有几十年的发展势头，确保了它在过去、现在和未来都有适用性。
TO - 18 和 TO - 92 封装的晶体管有什么区别？
最初的 2N2222 采用 TO - 18 金属罐封装。对于某些特定应用，它仍然可用，不过这是一种相对昂贵的选择，适用于需要金属外壳（包括自然屏蔽或散热能力）的应用。对于那些寻求对老式设备进行原汁原味修复的人来说，这也是一个不错的选择。
塑料 TO - 92 封装的器件价格低廉且容易获得。
注意！TO - 18 封装的引脚排列是发射极 - 基极 - 集电极（E - B - C），而 TO - 92 封装的 2N2222 引脚排列是集电极 - 基极 - 发射极（C - B - E）。对于金属罐封装，发射极位于罐底部的定位标签旁边。
2N2222 的等效晶体管是什么？
这个问题没有简单的答案，因为我们需要了解具体应用。不过，我们可以根据应用的性质，包括通用型和专用型应用，给出一般性的答案。
非关键通用型应用
对于非关键的通用型工作， 2N3904 和 BC547 是完全可以接受的，前提是我们要注意引脚排列：
- 塑料 TO - 92 封装的 2N2222 晶体管与 2N3904 具有相同的发射极 - 基极 - 集电极（E - B - C）引脚排列。
- 金属 TO - 18 封装的 2N2222 晶体管与 BC547 具有相同的集电极 - 基极 - 发射极（C - B - E）引脚排列。
对于非关键应用，很难说推荐使用哪一种晶体管。可用性、成本、可靠性和性能都不相上下。也许最好的建议是继续使用你手头现有的，以减少物料清单项目数量。除非有令人信服的理由，否则在所有应用中都使用 2N2222（NPN 型）/2N2907（PNP 型）是很正常的做法。
技术小贴士：对于 BC547X 系列要小心，因为 X 表示增益。为了安全起见，在替代 2N2222 器件时，应该使用 BC547C 变体。
关键应用：
对于关键工作，例如更高电流、更高频率或更快开关的情况，我们在进行替换时需要小心。一般来说，2N2222 是一种平衡性很好的晶体管，在其适用领域表现出色。例如，假设我们选择 2N2369 或 MPSH10 来替代。这些相关的晶体管可以在更高频率下工作，但电压能力有限，因此只适用于某些应用，并非所有应用。
鉴于晶体管的供应情况，我个人认为没有理由避开 2N2222 或其他任何通用型晶体管。除非有合理的理由，否则就使用晶体管 X。例如，你可能需要低噪声晶体管、更高电压、更高电流或更低成本的晶体管。
各取所需。
2N2222 BJT旨在满足哪些特定领域的需求呢？
2N2222 系列产品代表了高速、高压硅晶体管领域的一项突破。这里所说的 “高压”，指的是晶体管能够在提升后的集电极 - 基极电压下运行。请重读上一句，因为这里 “高压” 的定义是基于集电极 - 基极电压，而非更为常见的集电极 - 发射极电压。
为了理解这种区别，我们需要从历史角度审视晶体管。当时，为满足新兴数字设备的需求，提高晶体管的开关速度成为一种迫切需求。实现更高速度的一种方法是给基极施加反向偏压，比如向 NPN 晶体管的基极施加负电压。直流分析表明，这样做会降低集电极 - 发射极漏电流。交流分析则显示，晶体管的关断速度会加快。
这些特性在发射极耦合逻辑（ECL）电路中得以展现。在该电路中，晶体管以长尾对配置运行，发射极接负电压（恒流源）。简而言之，数字电路会使电流仅在一个晶体管中流动。这种电路的优点在于晶体管不会饱和，从而提高了速度。缺点是系统存在近乎恒定的电流流动（随着晶体管数量的增加，这是极不理想的情况）。
对于 2N2222 及其系列产品，在这种典型电路中，其硅材料的设计具备较大的安全裕度。这能防止因集电极到发射极的自增强电流流动而引发的意外雪崩情况。发生雪崩的晶体管会呈现出类似可控硅整流器（SCR）的闭锁行为，电流的流动受外部元件限制。
这些理念在Jack Haenichen的第 3226614 号专利开篇段落中有阐述：
一般而言，与那些仅能在低电压下运行但其他方面等效的晶体管相比，高压晶体管是更可靠的器件，其使用方式的限制要少得多。
高压晶体管的特点在于其具有更高的雪崩电压特性 BV（集电极 - 基极结发生雪崩击穿时的电压），这使得它们能够在从最低可操作集电极电压到更高 BV 值的更宽电压范围内运行。由于具有更高的 BV 值，高压晶体管在相同偏置条件下使用时更为可靠，在抵御破坏性电压浪涌方面具有更大的安全裕度。
具有高 BV 值的晶体管展现出一些理想特性，与低电压器件相比，它们能够实现更高的功率输出和功率增益。高压晶体管通常可以在电源线或其他电源电压下运行，因此无需降压元件或设备。
最后
2N2222 是一款广受欢迎的晶体管，因为它具备一系列平衡良好的特性，适用于广泛的项目。它在成本、性能和可用性方面达到了一个绝佳的平衡点。虽然肯定存在性能更强的器件，但这些 “改进” 往往会使器件进入特定的小众应用领域，从而牺牲了最初让 2N2222 具有吸引力的特性。
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